以下、本発明を実施するための例示的な実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。ただし、以下の実施形態において説明する寸法、材料、形状及び構成要素の相対的な位置は任意に設定でき、本発明が適用される装置の構成又は様々な条件に応じて変更できる。また、特別な記載がない限り、本発明の範囲は、以下に具体的に記載された実施形態に限定されるものではない。
Exemplary embodiments for carrying out the present invention will now be described in detail with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, and relative positions of components described in the following embodiments can be arbitrarily set, and can be changed according to the configuration of the apparatus to which the present invention is applied or various conditions. Also, unless otherwise stated, the scope of the invention is not limited to the embodiments specifically described below.
［第１実施形態］
図１から図３を用いて第１実施形態の圧電モータ１００について説明する。図１は、第１実施形態の圧電モータ１００の斜視図であり、ケース１３４側から見た外観を示している。また、図２は、シャフト１３５の長手方向に沿った概略断面図であり、シャフト１３５の回転軸を通る断面を示している。そして、図３は、エンコーダＥＮとの接続構造の概略的な分割斜視図である。
[First embodiment]
A piezoelectric motor 100 according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 3. FIG. FIG. 1 is a perspective view of the piezoelectric motor 100 of the first embodiment, showing the appearance as seen from the case 134 side. 2 is a schematic cross-sectional view along the longitudinal direction of the shaft 135, showing a cross section passing through the rotation axis of the shaft 135. As shown in FIG. And FIG. 3 is a schematic split perspective view of the connection structure with the encoder EN.
図１に示すように、圧電モータ１００は、ベース１４１と、ベース１４１にねじ止めされているケース１３４を備えている。さらに、圧電モータ１００は、ベース１４１を貫通してベース１４１から突出するシャフト１３５を備えている。また、略板状のベース１４１の側面には、外部と接続するためのコネクタ１４４が、端子支持板を介して取り付けられている。さらに、圧電モータ１００には、検出装置の一例として、圧電モータ１００のシャフト１３５の回転数及び回転の有無等を検出するエンコーダＥＮが取り付けられている。なお、検出装置の他の例としては、シャフト１３５の回転速度及び回転位置等を検出するタコジェネレータがある。
As shown in FIG. 1, piezoelectric motor 100 includes base 141 and case 134 screwed to base 141 . Furthermore, the piezoelectric motor 100 includes a shaft 135 that extends through the base 141 and protrudes from the base 141 . A connector 144 for connecting to the outside is attached to the side surface of the substantially plate-shaped base 141 via a terminal support plate. Furthermore, the piezoelectric motor 100 is provided with an encoder EN as an example of a detection device that detects the number of rotations of the shaft 135 of the piezoelectric motor 100 and whether or not the shaft 135 is rotating. Another example of the detection device is a tachogenerator that detects the rotational speed and rotational position of the shaft 135 .
続いて図２に示すように、圧電モータ１００は、シャフト１３５の回転軸を中心に略回転対称の構成を備えている。この圧電モータ１００は、ベース１４１に固定されたステータ１１１と、ステータ１１１に対向するロータ１２１とを備えている。そして、ステータ１１１及びロータ１２１は、ケース１３４内の略円柱状のスペースに格納されている。このステータ１１１は、弾性体１１３と、弾性体１１３に貼り付けられた圧電素子１１２及び摺動材１１４とを有している。
Subsequently, as shown in FIG. 2, the piezoelectric motor 100 has a substantially rotationally symmetrical configuration about the rotation axis of the shaft 135. As shown in FIG. This piezoelectric motor 100 has a stator 111 fixed to a base 141 and a rotor 121 facing the stator 111 . The stator 111 and rotor 121 are housed in a substantially cylindrical space within the case 134 . This stator 111 has an elastic body 113 , and a piezoelectric element 112 and a sliding member 114 attached to the elastic body 113 .
また、ロータ１２１は、摺動材１１４と当接する基体部分１２２と、当該基体部分１２２と一体的に形成されている皿バネ部分１２３とを有している。そして、基体部分１２２と皿バネ部分１２３とは、環状部材１２０を構成している。また、シャフト１３５は、それぞれ略リング状のステータ１１１及びロータ１２１を貫通している。そして、ステータ１１１とロータ１２１はシャフト１３５の回転軸と同軸であり、シャフト１３５はロータ１２１と共に回転する。
Further, the rotor 121 has a base portion 122 that abuts against the sliding member 114 and a disc spring portion 123 that is integrally formed with the base portion 122 . The base portion 122 and the disc spring portion 123 constitute an annular member 120 . Further, the shaft 135 passes through the substantially ring-shaped stator 111 and rotor 121, respectively. The stator 111 and rotor 121 are coaxial with the rotation axis of the shaft 135 , and the shaft 135 rotates together with the rotor 121 .
また、圧電モータ１００は、圧電素子１１２と電気的に接続されているフレキシブル基板１１５を備えている。このフレキシブル基板１１５は、コネクタ１４４と電気的に接続されている。そして、圧電素子１１２には、コネクタ１４４及びフレキシブル基板１１５を介して、外部電源から高周波電圧が印可される。高周波電圧が印可されると、圧電素子１１２の伸縮によって弾性体１１３にたわみ振動が生じ、円周方向に進行波が発生する。この進行波の各頂点において、ロータ１２１は、摺動材１１４を介して弾性体１１３と接触している。そして、各頂点は楕円運動しており、当該楕円運動の軌跡は、進行波の進む方向とは逆方向である。そのため、ロータ１２１は、進行波とは反対の方向に回転する。
The piezoelectric motor 100 also includes a flexible substrate 115 electrically connected to the piezoelectric element 112 . This flexible substrate 115 is electrically connected to the connector 144 . A high-frequency voltage is applied to the piezoelectric element 112 from an external power source through the connector 144 and the flexible substrate 115 . When a high-frequency voltage is applied, the expansion and contraction of the piezoelectric element 112 causes bending vibration in the elastic body 113, generating a traveling wave in the circumferential direction. At each vertex of this traveling wave, the rotor 121 is in contact with the elastic body 113 via the sliding material 114 . Each vertex is in elliptical motion, and the trajectory of the elliptical motion is opposite to the traveling direction of the traveling wave. Therefore, the rotor 121 rotates in the direction opposite to the traveling wave.
ベース１４１からロータ１２１に向かって、ピエゾ素子等の圧電素子１１２と、圧電素子１１２が貼り付けられた弾性体１１３と、弾性体１１３に貼り付けられた摺動材１１４とが、この順に配置されている。この摺動材１１４は、基体部分１２２を強く押し付けても変形を抑制できるように構成してもよい。一例として、摺動材１１４は、強化繊維を含む架橋フッ素樹脂により形成できる。
A piezoelectric element 112 such as a piezoelectric element, an elastic body 113 to which the piezoelectric element 112 is attached, and a sliding material 114 to which the elastic body 113 is attached are arranged in this order from the base 141 toward the rotor 121 . ing. The sliding member 114 may be configured so as to suppress deformation even when the base portion 122 is strongly pressed. As an example, the sliding material 114 can be made of a crosslinked fluororesin containing reinforcing fibers.
例えば、摺動材１１４のフッ素樹脂としては、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、又はＦＥＰを用いることができ、２種以上のフッ素樹脂を用いることもできる。また強化繊維としては、例えば炭素繊維、ガラス繊維、金属繊維、炭化ケイ素繊維、窒化ケイ素繊維、アラミド繊維、アルミナ繊維、ポリアミド繊維、ポリエチレン繊維、ポリエステル繊維、セラミック繊維、ＰＴＦＥ繊維、又はボロン繊維を用いることができる。強化繊維を含む架橋フッ素樹脂を用いることによって、ロータ１２１の基体部分１２２が摺動材１１４に押し付けられた際に、強化繊維が摺動材１１４の変形を抑制する。これにより、ロータ１２１がステータ１１１に押し付けられる際の押し付け力（両者の間の摩擦力）をより強くして、圧電モータ１００を高トルク化することができる。
For example, PTFE, PFA, or FEP can be used as the fluororesin of the sliding material 114, and two or more kinds of fluororesins can also be used. Examples of reinforcing fibers include carbon fiber, glass fiber, metal fiber, silicon carbide fiber, silicon nitride fiber, aramid fiber, alumina fiber, polyamide fiber, polyethylene fiber, polyester fiber, ceramic fiber, PTFE fiber, and boron fiber. be able to. By using the crosslinked fluororesin containing reinforcing fibers, the reinforcing fibers suppress deformation of the sliding member 114 when the base portion 122 of the rotor 121 is pressed against the sliding member 114 . As a result, the pressing force (frictional force between the rotor 121 and the stator 111) when the rotor 121 is pressed against the stator 111 can be increased, and the torque of the piezoelectric motor 100 can be increased.
また、摺動材１１４は、略円形の外形を有し、架橋フッ素樹脂（強化繊維を含む架橋フッ素樹脂を含む）によって形成できる。一例として、架橋フッ素樹脂は、ＪＩＳＫ７２１８Ａ法（リング対ディスク）に準拠した滑り摩耗試験によって測定した場合の比摩耗量が、１×１０－６ｍｍ３／Ｎ・Ｍ未満である。また、弾性体１１３は、複数の櫛歯を備えている。そして、当該櫛歯同士の間には、弾性体１１３の中心から弾性体１１３の外周に向かって放射状に延在する矩形状の溝が形成されている。また、一例としての弾性体１１３は、鉄、鋼、ジュラルミン、銅合金及びチタン合金等の金属によって形成できる。
The sliding member 114 has a substantially circular outer shape and can be made of crosslinked fluororesin (including crosslinked fluororesin containing reinforcing fibers). As an example, the crosslinked fluororesin has a specific wear amount of less than 1×10 −6 mm 3 /N·M as measured by a sliding wear test according to JISK7218A method (ring vs. disk). Also, the elastic body 113 has a plurality of comb teeth. Rectangular grooves extending radially from the center of the elastic body 113 toward the outer circumference of the elastic body 113 are formed between the comb teeth. Also, the elastic body 113 as an example can be made of metal such as iron, steel, duralumin, copper alloy, and titanium alloy.
シャフト１３５は、ロータ１２１の回転に伴い、ロータ１２１と同じ方向に回転する。また、ベース１４１にはシャフト１３５が貫通する穴が形成されており、この穴にはベアリング１３８が取り付けられている。代替的に、ベアリング１３８に代えて、例えばフッ素樹脂製のブッシュを用いてもよい。さらに、ケース１３４にもシャフト１３５が貫通する穴が形成されており、この穴に対応する位置にもベアリング１３８が取り付けられている。
The shaft 135 rotates in the same direction as the rotor 121 as the rotor 121 rotates. A hole through which the shaft 135 passes is formed in the base 141, and a bearing 138 is attached to this hole. Alternatively, instead of the bearing 138, for example, a fluororesin bush may be used. Further, a hole through which the shaft 135 passes is also formed in the case 134, and a bearing 138 is also attached at a position corresponding to this hole.
ステータ１１１は、複数のステータねじによってベース１４１に固定されている。具体的に、弾性体１１３のシャフト１３５側の縁部は、ねじ穴を有している。また、ベース１４１は、弾性体１１３のねじ穴に対応するねじ穴を有している。そして、ステータねじが両ねじ穴と螺合することにより、ステータ１１１がベース１４１に固定されている。
Stator 111 is fixed to base 141 by a plurality of stator screws. Specifically, the edge of the elastic body 113 on the shaft 135 side has a screw hole. Also, the base 141 has screw holes corresponding to the screw holes of the elastic body 113 . The stator 111 is fixed to the base 141 by screwing the stator screw into both screw holes.
ロータ１２１は、皿バネ部分１２３が固定される固定部の一例として、シャフト１３５に固定されるスタビライザー１２５を有している。なお、図２において、スタビライザー１２５は、斜線の塗り潰しによって表されている。環状部材１２０の中央には穴が形成されており、環状部材１２０とスタビライザー１２５とは別体である。そして、ロータ１２１は、複数のロータねじと、スタビライザー１２５とを介して、シャフト１３５のフランジ１３６に固定されている。そして、皿バネ部分１２３のシャフト１３５側に位置する内縁部は、ねじ穴を有している。また、スタビライザー１２５の外縁部は、当該ねじ穴に対応するねじ穴を有している。そして、ロータねじが両ねじ穴と螺合することにより、皿バネ部分１２３がスタビライザー１２５に固定されている。
The rotor 121 has a stabilizer 125 fixed to the shaft 135 as an example of a fixing portion to which the disc spring portion 123 is fixed. In addition, in FIG. 2, the stabilizer 125 is represented by solid hatching. A hole is formed in the center of the annular member 120, and the annular member 120 and the stabilizer 125 are separate bodies. Rotor 121 is fixed to flange 136 of shaft 135 via a plurality of rotor screws and stabilizer 125 . An inner edge portion of the disk spring portion 123 located on the shaft 135 side has a screw hole. Also, the outer edge of the stabilizer 125 has a threaded hole corresponding to the threaded hole. The disk spring portion 123 is fixed to the stabilizer 125 by screwing the rotor screw into both screw holes.
皿バネ部分１２３は、ロータ１２１をステータ１１１に対して付勢するためのスプリングとして機能する。これにより、基体部分１２２が、ステータ１１１の摺動材１１４に押し付けられている。すなわち、皿バネ部分１２３が基体部分１２２をステータ１１１に対して付勢することにより、ロータ１２１が摺動材１１４に密着する。皿バネ部分１２３がスプリングとして機能することにより、圧電モータ１００のサイズを小さくすることができる。
Belleville spring portion 123 functions as a spring for biasing rotor 121 against stator 111 . Thereby, the base portion 122 is pressed against the sliding member 114 of the stator 111 . That is, the disc spring portion 123 urges the base portion 122 against the stator 111 so that the rotor 121 is in close contact with the sliding member 114 . Since the disc spring portion 123 functions as a spring, the size of the piezoelectric motor 100 can be reduced.
また、皿バネ部分１２３は、圧電モータ１００の半径方向において、基体部分１２２とスタビライザー１２５との間に設けられている。換言すると、スタビライザー１２５は、皿バネ部分１２３よりもシャフト１３５に近い位置において、シャフト１３５に固定されている。具体的に、スタビライザー１２５の内縁部及びシャフト１３５のフランジ１３６には、それぞれ対応するねじ穴が形成されている。そして、ロータねじが両ねじ穴と螺合することにより、スタビライザー１２５がフランジ１３６に固定されている。
Also, the disc spring portion 123 is provided between the base portion 122 and the stabilizer 125 in the radial direction of the piezoelectric motor 100 . In other words, stabilizer 125 is fixed to shaft 135 at a position closer to shaft 135 than disc spring portion 123 . Specifically, the inner edge of the stabilizer 125 and the flange 136 of the shaft 135 are respectively formed with corresponding threaded holes. The stabilizer 125 is fixed to the flange 136 by screwing the rotor screw into both screw holes.
このスタビライザー１２５は、皿バネ部分１２３の湾曲した薄肉部よりも厚く形成されている。すなわち、シャフト１３５の回転軸方向において、スタビライザー１２５は、皿バネ部分１２３の薄肉部よりも厚い。そして、スタビライザー１２５は、皿バネ部分１２３の振動が伝搬するように構成されている。これにより、皿バネ部分１２３の振動を抑制し、異音を低減できる。また、振動を抑制する結果、圧電モータ１００の寿命をより長くできる。なお、スタビライザー１２５は厚いため、皿バネ部分１２３から振動が伝搬しても損傷する可能性は低い。また、スタビライザー１２５は、環状部材１２０よりも質量が大きくなるように形成してもよい。なお、スタビライザー１２５には、アルマイト処理、又はアニール処理を施してもよい。
The stabilizer 125 is formed thicker than the curved thin portion of the disc spring portion 123 . That is, the stabilizer 125 is thicker than the thin portion of the disc spring portion 123 in the rotation axis direction of the shaft 135 . The stabilizer 125 is configured so that the vibration of the disc spring portion 123 is propagated. As a result, vibration of the disc spring portion 123 can be suppressed, and noise can be reduced. Also, as a result of suppressing vibration, the life of the piezoelectric motor 100 can be extended. Since the stabilizer 125 is thick, even if vibration propagates from the disc spring portion 123, it is less likely to be damaged. Also, the stabilizer 125 may be formed to have a greater mass than the annular member 120 . In addition, the stabilizer 125 may be subjected to an alumite treatment or an annealing treatment.
さらに、スタビライザー１２５によって、皿バネ部分１２３の内縁部から皿バネ部分１２３の外縁部までの距離をより短くできる。換言すると、ロータ１２１の半径方向における皿バネ部分１２３の長さをより短くできる。これにより、損傷しやすい薄肉部を短くできるため、皿バネ部分１２３が損傷する可能性を減少できる。その結果、圧電モータ１００の寿命をより長くできる。また、より強い力でロータ１２１をステータ１１１に押し付けても損傷しないため、圧電モータ１００を高トルク化することができる。さらに、高精度の加工を要する薄肉部を短くできるため、皿バネ部分１２３の製造コストを削減できる。また、皿バネ部分１２３の変形量を低く抑えて、圧電モータ１００を高トルク化することができる。
Additionally, the stabilizer 125 allows for a shorter distance from the inner edge of the Belleville spring portion 123 to the outer edge of the Belleville spring portion 123 . In other words, the length of the disc spring portion 123 in the radial direction of the rotor 121 can be made shorter. As a result, the thin portion, which is easily damaged, can be shortened, and the possibility of damage to the disc spring portion 123 can be reduced. As a result, the life of the piezoelectric motor 100 can be extended. Further, even if the rotor 121 is pressed against the stator 111 with a stronger force, the rotor 121 is not damaged, so the piezoelectric motor 100 can have a high torque. Furthermore, since the thin portion that requires highly accurate processing can be shortened, the manufacturing cost of the disc spring portion 123 can be reduced. Also, the amount of deformation of the disc spring portion 123 can be kept low, and the torque of the piezoelectric motor 100 can be increased.
なお、皿バネ部分１２３は、ロータねじによって、スタビライザー１２５にねじ止めされている。そして、スタビライザー１２５は、ロータねじによって、シャフト１３５のフランジ１３６にねじ止めされている。そして、ねじ止めにより、皿バネ部分１２３をスタビライザー１２５に強固に固定できると共に、スタビライザー１２５をシャフト１３５に強固に固定できる。代替的に、皿バネ部分１２３の固定と、スタビライザー１２５の固定には、溶接等の他の固定方法を用いることもできる。
In addition, the disk spring portion 123 is screwed to the stabilizer 125 by a rotor screw. Stabilizer 125 is then screwed to flange 136 of shaft 135 by rotor screws. By screwing, the disc spring portion 123 can be firmly fixed to the stabilizer 125 and the stabilizer 125 can be firmly fixed to the shaft 135 . Alternatively, other fixing methods such as welding can be used to fix the disc spring portion 123 and the stabilizer 125 .
スタビライザー１２５は、金属製であってもよい。一例として、スタビライザー１２５は、５０００系アルミニウム合金（例えばＡ５０５２）によって形成できる。これにより、ケース１３４をベース１４１に取り付ける際に、スタビライザー１２５の変形量を低く抑えることができる。そのため、ロータ１２１がステータ１１１に押し付けられる際の押し付け力（両者の間の摩擦力）をより強くして、圧電モータ１００を高トルク化することができる。さらに、両者の間の押し付け力がばらつくことも抑制できる。すなわち、ケース１３４を取り付ける際に、スタビライザー１２５は、ベース１４１（ステータ１１１）側に押し付けられる。これにより、ロータ１２１がステータ１１１に押し付けられるが、その際にスタビライザー１２５の大きな変形に起因して、押し付け力がばらつくことを抑制できる。なお、環状部材１２０は、一例として、７０００系アルミニウム合金（例えばＡ７０７５）によって形成できる。
The stabilizer 125 may be made of metal. As an example, stabilizer 125 can be formed from a 5000 series aluminum alloy (eg, A5052). As a result, when the case 134 is attached to the base 141, the amount of deformation of the stabilizer 125 can be kept low. Therefore, the pressing force (frictional force between the two) when the rotor 121 is pressed against the stator 111 can be increased to increase the torque of the piezoelectric motor 100 . Furthermore, it is possible to suppress variations in the pressing force between the two. That is, when attaching the case 134, the stabilizer 125 is pressed against the base 141 (stator 111) side. As a result, the rotor 121 is pressed against the stator 111, and variation in the pressing force due to large deformation of the stabilizer 125 can be suppressed. In addition, the annular member 120 can be made of, for example, a 7000 series aluminum alloy (for example, A7075).
また、スタビライザー１２５は、環状部材１２０よりも低剛性となるように（縦弾性係数が低くなるように）構成してもよい。これにより、スタビライザー１２５が振動を吸収することによって、皿バネ部分１２３の振動をより抑制できる。そのために、スタビライザー１２５は、シャフト１３５の回転軸を中心とする環状溝１２９を有している。この環状溝１２９は、断面略Ｕ字状の形状を有しており、環状溝１２９の底はスタビライザー１２５の他の部分よりも薄い。この環状溝１２９により、スタビライザー１２５の剛性をより低くできる。その結果、皿バネ部分１２３の振動をより抑制できる。このようにスタビライザー１２５を低剛性に構成することにより、ロータ１２１をステータ１１１に押し付ける際にスタビライザー１２５がわずかに変形する。その結果、ロータ１２１をステータ１１１に押し付ける力を均等に分散させることができる。なお、スタビライザー１２５は、環状部材１２０と同じ剛性、または環状部材１２０よりも高剛性となるように構成してもよい。ただし、低剛性となるように構成することにより、皿バネ部分１２３の振動をより抑制できる。
Also, the stabilizer 125 may be configured to have lower rigidity (lower longitudinal elastic modulus) than the annular member 120 . As a result, the vibration of the disc spring portion 123 can be further suppressed by the stabilizer 125 absorbing the vibration. To that end, stabilizer 125 has an annular groove 129 centered on the axis of rotation of shaft 135 . The annular groove 129 has a substantially U-shaped cross section, and the bottom of the annular groove 129 is thinner than the rest of the stabilizer 125 . This annular groove 129 allows the stiffness of the stabilizer 125 to be made lower. As a result, vibration of the disc spring portion 123 can be further suppressed. By configuring the stabilizer 125 with low rigidity in this way, the stabilizer 125 is slightly deformed when the rotor 121 is pressed against the stator 111 . As a result, the force pressing the rotor 121 against the stator 111 can be evenly distributed. Note that the stabilizer 125 may be configured to have the same rigidity as the annular member 120 or higher rigidity than the annular member 120 . However, the vibration of the disc spring portion 123 can be further suppressed by configuring so as to have a low rigidity.
なお、環状溝１２９の数は一つには限定されず、二つ以上の環状溝１２９が形成されていてもよい。また、環状溝１２９に代えて、格子状、放射状、又は同心円状に配列されるように複数の穴又は凹部を形成してもよい。さらに、多数の穴又は凹部を等間隔で形成してもよく、スタビライザー１２５内に多数の中空の空間又はリング状の空間を形成してもよい。さらに、振動を抑制する必要がない場合（例えば、異音を無視できる場合）、ロータ１２１は、スタビライザー１２５を備えていなくともよい。この場合、皿バネ部分１２３は、シャフト１３５まで延在し、フランジ１３６に直接固定される。
The number of annular grooves 129 is not limited to one, and two or more annular grooves 129 may be formed. Also, instead of the annular groove 129, a plurality of holes or recesses may be formed so as to be arranged in a lattice, radially, or concentrically. Further, multiple holes or recesses may be formed at regular intervals, and multiple hollow spaces or ring-shaped spaces may be formed within the stabilizer 125 . Furthermore, when there is no need to suppress vibration (for example, when abnormal noise can be ignored), the rotor 121 does not have to include the stabilizer 125 . In this case, disc spring portion 123 extends to shaft 135 and is directly secured to flange 136 .
また、略リング状のスタビライザー１２５の半径方向における幅は、同じく略リング状の皿バネ部分１２３の半径方向における幅よりも長い。これにより、皿バネ部分１２３の全周に渡って、スタビライザー１２５の質量を、皿バネ部分１２３の対応する部分よりも大きくできる。そのため、皿バネ部分１２３の全周に渡って、スタビライザー１２５の剛性を、皿バネ部分１２３よりも低くできる。ただし、一変形例として、スタビライザー１２５の形状はリング状には限定されず、多角形等の他の形状であってもよい。
Also, the radial width of the substantially ring-shaped stabilizer 125 is longer than the radial width of the substantially ring-shaped disc spring portion 123 . Thereby, the mass of the stabilizer 125 can be made larger than the corresponding portion of the disc spring portion 123 over the entire circumference of the disc spring portion 123 . Therefore, the rigidity of the stabilizer 125 can be made lower than that of the disc spring portion 123 over the entire circumference of the disc spring portion 123 . However, as a modified example, the shape of the stabilizer 125 is not limited to a ring shape, and may be another shape such as a polygon.
［接続構造］
圧電モータ１００は、図２及び図３に示す接続部材１６０を備えている。そして、シャフト１３５の端部には、接続部材１６０と接続される部材接続部１３７が形成されている。すなわち、圧電モータ１００は、部材接続部１３７に接続されている接続部材１６０を備えている。代替的に、接続部材１６０は、圧電モータ１００に選択的に取り付け可能であってもよい。また、接続部材１６０には、エンコーダＥＮが取り付けられている。なお、圧電モータ１００がエンコーダＥＮを備えていてもよく、圧電モータ１００が圧電モータ１００に選択的に取り付け可能であってもよい。
[Connection structure]
The piezoelectric motor 100 has a connecting member 160 shown in FIGS. A member connecting portion 137 to be connected to the connecting member 160 is formed at the end of the shaft 135 . That is, the piezoelectric motor 100 has a connection member 160 connected to the member connection portion 137 . Alternatively, connecting member 160 may be selectively attachable to piezoelectric motor 100 . An encoder EN is attached to the connecting member 160 . Note that the piezoelectric motor 100 may include the encoder EN, or the piezoelectric motor 100 may be selectively attachable to the piezoelectric motor 100 .
接続部材１６０は、シャフト１３５の回転軸と同軸である。そして、シャフト１３５に取り付けられた接続部材１６０は、シャフト１３５の端部から突出している。すなわち、接続部材１６０は、シャフト１３５と共に回転するように、シャフト１３５に接続されている。具体的に、図３に示すように、接続部材１６０は、略円筒状の大径部１６１と、接続部である小径部１６２とを有している。そして、シャフト１３５の部材接続部１３７は、略円筒状の小径部１６２が挿入される穴である。代替的に、接続部材１６０の一方の端部に形成されている接続部が、接続部材１６０の他方の端部より大きな外寸を有していてもよい。さらに、接続部は、接続部材１６０に接続できればよく、角柱状等の他の形状を有していてもよい。
Connecting member 160 is coaxial with the axis of rotation of shaft 135 . A connecting member 160 attached to the shaft 135 protrudes from the end of the shaft 135 . That is, connecting member 160 is connected to shaft 135 so as to rotate therewith. Specifically, as shown in FIG. 3, the connection member 160 has a substantially cylindrical large-diameter portion 161 and a small-diameter portion 162 that is a connection portion. A member connection portion 137 of the shaft 135 is a hole into which a substantially cylindrical small diameter portion 162 is inserted. Alternatively, the connecting portion formed at one end of connecting member 160 may have larger outer dimensions than the other end of connecting member 160 . Furthermore, the connecting portion may have other shapes such as a prismatic shape as long as it can be connected to the connecting member 160 .
小径部１６２には、ねじ山が形成されており、部材接続部１３７には当該ねじ山と噛み合うねじ溝が形成されている。そして、小径部１６２は、部材接続部１３７に螺合されている。具体的に、圧電モータ１００の他の部材を組み立てた後に、接続部材１６０の小径部１６２が部材接続部１３７にねじ込まれる。このとき、大径部１６１と小径部１６２との間の段差に、シャフト１３５の端面を突き当てる。これにより、シャフト１３５の回転軸に沿った方向において、接続部材１６０を正確な位置に取り付けることができる。そして、接続部材１６０の取り付け後、エンコーダＥＮを接続部材１６０の大径部１６１に取り付ける。このように、圧電モータ１００の他の部材を組み立てた後に、接続部材１６０を取り付けでき、且つ取り外すこともできる。そのため、接続部材１６０を交換して、圧電モータ１００に他の種類の検出装置等を取り付けることもできる。
A thread is formed in the small diameter portion 162 , and a thread groove that meshes with the thread is formed in the member connecting portion 137 . The small diameter portion 162 is screwed to the member connection portion 137 . Specifically, after assembling the other members of the piezoelectric motor 100 , the small diameter portion 162 of the connection member 160 is screwed into the member connection portion 137 . At this time, the end face of the shaft 135 abuts against the step between the large diameter portion 161 and the small diameter portion 162 . Thereby, the connection member 160 can be attached at an accurate position in the direction along the rotation axis of the shaft 135 . After attaching the connecting member 160 , the encoder EN is attached to the large diameter portion 161 of the connecting member 160 . In this manner, the connecting member 160 can be installed and removed after the other components of the piezoelectric motor 100 have been assembled. Therefore, the connection member 160 can be exchanged to attach other types of detection devices or the like to the piezoelectric motor 100 .
部材接続部１３７の深さは、小径部１６２の長さよりも長い。また、接続部材１６０の小径部１６２と大径部１６１との間には、ねじ山又はねじ溝が形成されていない。そして、接続部材１６０が接続されると、小径部１６２と大径部１６１との間の段差に、シャフト１３５の端面が突き当たる。これにより、接続部材１６０の中心軸とシャフト１３５の回転軸とを一致させることができる。すなわち、接続部材１６０の中心軸が、シャフト１３５の回転軸に対して傾くことを防止できる。
The depth of the member connecting portion 137 is longer than the length of the small diameter portion 162 . Further, no thread or thread groove is formed between the small diameter portion 162 and the large diameter portion 161 of the connecting member 160 . Then, when the connecting member 160 is connected, the end surface of the shaft 135 hits the step between the small diameter portion 162 and the large diameter portion 161 . Thereby, the central axis of the connecting member 160 and the rotation axis of the shaft 135 can be aligned. That is, it is possible to prevent the central axis of the connecting member 160 from tilting with respect to the rotation axis of the shaft 135 .
代替的に、部材接続部１３７がシャフト１３５の端面から突出する雄ねじ部であってもよい。この場合、接続部材１６０の接続部は、雄ねじ部が挿入される雌ねじ部となる。ただし、シャフト１３５に雌ねじ部が形成されることによって、シャフト１３５がケース１３４から突出することを防止できる。また、部材接続部１３７と接続部材１６０の接続部は、螺合に代えて又は螺合と共に、接着若しくは融着等の方法で接続されていてもよい。ただし、螺合によって接続することにより、接続部材１６０を取り外して交換できる。
Alternatively, the member connecting portion 137 may be a male threaded portion protruding from the end surface of the shaft 135 . In this case, the connecting portion of the connecting member 160 becomes a female threaded portion into which the male threaded portion is inserted. However, the shaft 135 can be prevented from protruding from the case 134 by forming the female threaded portion on the shaft 135 . Also, the connecting portion of the member connecting portion 137 and the connecting member 160 may be connected by a method such as adhesion or fusion instead of or together with screwing. However, by connecting by screwing, the connecting member 160 can be removed and replaced.
なお、接続部材１６０の螺合方向は、圧電モータ１００の主たる回転方向である正転方向と一致させてもよい。すなわち、圧電モータ１００の正転方向が右回転であれば、接続部材１６０の小径部１６２は右ねじとして構成される。ここで、正転方向は、逆転方向よりも負荷がかかる方向、又は逆転方向よりも回転する時間が多い方向である。
The screwing direction of the connecting member 160 may coincide with the forward rotation direction, which is the main rotation direction of the piezoelectric motor 100 . That is, if the normal rotation direction of the piezoelectric motor 100 is clockwise rotation, the small diameter portion 162 of the connection member 160 is configured as a right-hand screw. Here, the forward rotation direction is the direction in which the load is applied more than the reverse rotation direction, or the direction in which the rotation time is longer than the reverse rotation direction.
例えば、圧電モータ１００は、薬液を注入する注入機器の駆動機構を駆動する。この場合、シャフト１３５が正転方向に回転すると駆動機構のアクチュエータが前進し、シャフト１３５が逆転方向に回転するとアクチュエータが後進する。そして、正転時には、逆転時よりも圧電モータ１００に負荷がかかる。または、正転時には、逆転時よりも圧電モータ１００が長く駆動する。ここで、コネクタ１４４を介して圧電モータ１００に入力される駆動信号は交流信号であり、位相が異なる２種類の信号のうち一方が他方に対して遅れている場合を正転信号としたときに、他方が一方に対して遅れている場合が逆転信号となる。
For example, the piezoelectric motor 100 drives the drive mechanism of an injection device that injects the drug solution. In this case, when the shaft 135 rotates forward, the actuator of the drive mechanism moves forward, and when the shaft 135 rotates in the reverse direction, the actuator moves backward. During forward rotation, the piezoelectric motor 100 is loaded more than during reverse rotation. Alternatively, the piezoelectric motor 100 is driven longer during forward rotation than during reverse rotation. Here, the drive signal input to the piezoelectric motor 100 via the connector 144 is an AC signal, and when one of two types of signals with different phases lags behind the other, it is assumed to be a forward rotation signal. , and the other is delayed with respect to the other, the reverse signal is obtained.
また、接続部材１６０は、シャフト１３５とエンコーダＥＮとを接続している。具体的に、接続部材１６０の大径部１６１には、エンコーダＥＮを取り付けるための取り付け構造として、面取り部１６３が形成されている。また、エンコーダＥＮには、不図示のボスを挿入する穴が形成されている。そして、エンコーダＥＮに挿入されるボスは、大径部１６１の面取り部１６３に突き当たる。これによって、大径部１６１がエンコーダＥＮに挿入された状態で、エンコーダＥＮが接続部材１６０を介してシャフト１３５に取り付けられる。なお、エンコーダＥＮは、シャフト１３５の回転を検出して注入機器の制御装置へパルス信号を送る。
A connecting member 160 connects the shaft 135 and the encoder EN. Specifically, a large-diameter portion 161 of the connection member 160 is formed with a chamfered portion 163 as a mounting structure for mounting the encoder EN. Further, the encoder EN is formed with a hole into which a boss (not shown) is inserted. A boss inserted into the encoder EN abuts against the chamfered portion 163 of the large diameter portion 161 . As a result, the encoder EN is attached to the shaft 135 via the connection member 160 while the large diameter portion 161 is inserted into the encoder EN. Encoder EN detects the rotation of shaft 135 and sends a pulse signal to the controller of the injection device.
一例として、接続部材１６０の材質は、真鍮、リン性銅、チタン、及びステンレス等である。また、接続部材１６０は、シャフト１３５よりも硬い材料によって形成できる。例えば、接続部材１６０の材料は、ビッカース硬さ試験によって測定される硬さがシャフト１３５の材料よりも硬い。これにより、小径部１６２が部材接続部１３７の内面に食い込むので、より硬く接続部材１６０を締結できる。
As an example, the material of the connection member 160 is brass, phosphorous copper, titanium, stainless steel, or the like. Also, the connecting member 160 can be made of a material harder than the shaft 135 . For example, the material of the connecting member 160 is harder than the material of the shaft 135 as measured by the Vickers hardness test. As a result, the small-diameter portion 162 bites into the inner surface of the member connecting portion 137, so that the connecting member 160 can be fastened more firmly.
以上説明した実施形態に係る圧電モータ１００によれば、エンコーダＥＮ等の検出装置を圧電モータ１００に取り付けることができる。また、エンコーダＥＮにおける大径部１６１を挿入する部分のサイズは、エンコーダＥＮの種類によって異なることがある。この場合であっても、大径部１６１の長さ、直径、又は形状を異ならせることによって、異なる種類のエンコーダＥＮを圧電モータ１００に取り付けることができる。すなわち、圧電モータ１００のシャフト１３５を、異なる複数のエンコーダＥＮの間で共用できる。
According to the piezoelectric motor 100 according to the embodiment described above, a detection device such as an encoder EN can be attached to the piezoelectric motor 100 . Also, the size of the portion of the encoder EN into which the large-diameter portion 161 is inserted may differ depending on the type of the encoder EN. Even in this case, different types of encoders EN can be attached to the piezoelectric motor 100 by varying the length, diameter, or shape of the large-diameter portion 161 . That is, the shaft 135 of the piezoelectric motor 100 can be shared between different encoders EN.
なお、圧電モータ１００は、非磁性体材料を用いて構成できる。非磁性体材料の一例として、弾性体１１３の材料はリン青銅であり、シャフト１３５、ロータねじ、及びステータねじの材料は真鍮である。また、ケース１３４、ベース１４１、皿バネ部分１２３、及びスタビライザー１２５の材料はアルミニウムである。非磁性体材料を用いて圧電モータ１００を構成することにより、ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置等の、磁気を利用する機器の近傍で圧電モータ１００を使用できる。
In addition, the piezoelectric motor 100 can be configured using a non-magnetic material. As an example of non-magnetic material, the material of the elastic body 113 is phosphor bronze, and the material of the shaft 135, rotor screw, and stator screw is brass. Also, the material of the case 134, the base 141, the disc spring portion 123, and the stabilizer 125 is aluminum. By constructing the piezoelectric motor 100 using a non-magnetic material, the piezoelectric motor 100 can be used in the vicinity of a device that uses magnetism, such as an MRI (Magnetic Resonance Imaging) device.
［第２実施形態］
図４及び図５を用いて第２実施形態の圧電モータ２００について説明する。図４は、圧電モータ２００の斜視図である。そして、図５は、シャフト２３５の長手方向に沿った概略断面図であり、シャフト２３５の回転軸を通る断面を示している。第２実施形態の圧電モータ２００は、他のステータ及び他のロータをさらに備えている。すなわち、シングルタイプである再１実施形態の圧電モータ１００とは異なり、ダブルタイプの圧電モータ２００は、二組のステータと二組のロータを備えている。
[Second embodiment]
A piezoelectric motor 200 according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 4 and 5. FIG. FIG. 4 is a perspective view of the piezoelectric motor 200. FIG. 5 is a schematic cross-sectional view along the longitudinal direction of the shaft 235, showing a cross section passing through the rotation axis of the shaft 235. As shown in FIG. The piezoelectric motor 200 of the second embodiment further comprises another stator and another rotor. That is, unlike the single-type piezoelectric motor 100 of the first embodiment, the double-type piezoelectric motor 200 has two sets of stators and two sets of rotors.
なお、第２実施形態の説明においては、第１実施形態との相違点について主に説明し、既に説明した構成要素については同じ参照番号を付し、その説明を省略する。特に説明した場合を除き、同じ参照符号を付した構成要素は略同一の動作及び機能を奏し、その作用効果も略同一である。
In addition, in the description of the second embodiment, the differences from the first embodiment will be mainly described, and the same reference numerals will be given to the components that have already been described, and the description thereof will be omitted. Components with the same reference numerals have substantially the same operations and functions, and have substantially the same effects, unless otherwise specified.
図４に示すように、圧電モータ２００は、一対のベース２４１に固定されるケース２３４を有する。一対のベース２４１はそれぞれ略板状であり、ケース２３４に対してねじ止めされている。さらに、圧電モータ２００は、ベース２４１を貫通してベース２４１から突出するシャフト２３５を備えている。また、一対のベース２４１のそれぞれの側面には、外部と接続するためのコネクタ２４４が、端子支持板を介して取り付けられている。
As shown in FIG. 4, piezoelectric motor 200 has case 234 fixed to a pair of bases 241 . Each of the pair of bases 241 has a substantially plate shape and is screwed to the case 234 . Furthermore, the piezoelectric motor 200 includes a shaft 235 that extends through the base 241 and protrudes from the base 241 . A connector 244 for connecting to the outside is attached to each side surface of the pair of bases 241 via a terminal support plate.
図５に示すように、圧電モータ２００は、シャフト２３５の回転軸を中心に略回転対称の構成を備えている。この圧電モータ２００は、一方のベース２４１に固定された一のステータ２１１Ａと、ステータ２１１Ａに対向する一のロータ２２１Ａとを備えている。さらに、圧電モータ２００は、他方のベース２４１に固定された他のステータ２１１Ｂと、他のステータ２１１Ｂに対向する他のロータ２２１Ｂとを備えている。なお、以下の説明においては、一のステータ２１１Ａ及び他のステータ２１１Ｂを総称して、単にステータ２１１と呼ぶことがある。また、一のロータ２２１Ａ及び他のロータ２２１Ｂを総称して、単にロータ２２１と呼ぶことがある。
As shown in FIG. 5, the piezoelectric motor 200 has a configuration that is substantially rotationally symmetric about the rotation axis of the shaft 235 . This piezoelectric motor 200 includes one stator 211A fixed to one base 241 and one rotor 221A facing the stator 211A. Further, the piezoelectric motor 200 has another stator 211B fixed to the other base 241 and another rotor 221B facing the other stator 211B. In the following description, the one stator 211A and the other stator 211B may be collectively referred to simply as the stator 211. As shown in FIG. In addition, the one rotor 221A and the other rotor 221B may be collectively referred to simply as rotors 221 in some cases.
ステータ２１１及びロータ２２１は、ケース２３４内の略円柱状のスペースに格納されている。また、シャフト２３５は、それぞれ略リング状のステータ２１１及びロータ２２１を貫通しており、ステータ２１１とロータ２２１はシャフト２３５の回転軸と同軸である。そして、シャフト２３５は、ロータ２２１と共に回転する。
The stator 211 and rotor 221 are housed in a substantially cylindrical space within the case 234 . The shaft 235 passes through a substantially ring-shaped stator 211 and rotor 221 , respectively, and the stator 211 and rotor 221 are coaxial with the rotation axis of the shaft 235 . The shaft 235 then rotates together with the rotor 221 .
各ステータ２１１は、弾性体２１３と、圧電素子２１２と、摺動材２１４とを有している。そして、圧電素子２１２及び摺動材２１４は、弾性体２１３に貼り付けられている。また、圧電モータ２００の両側において、圧電素子２１２と、弾性体２１３と、摺動材２１４とは、ベース２４１からロータ２２１に向かってこの順に配置されている。また、各ロータ２２１は、基体部分２２２と皿バネ部分２２３とを有している。そして、基体部分２２２と皿バネ部分２２３とは、環状部材２２０を構成している。基体部分２２２は摺動材２１４と当接し、皿バネ部分２２３は基体部分２２２と一体的に形成されている。さらに、各ロータ２２１は、皿バネ部分２２３が固定されると共に、シャフト２３５に固定される固定部の一例として、スタビライザー２２５を有している。
Each stator 211 has an elastic body 213 , a piezoelectric element 212 and a sliding member 214 . The piezoelectric element 212 and the sliding material 214 are attached to the elastic body 213 . Also, on both sides of the piezoelectric motor 200, the piezoelectric element 212, the elastic body 213, and the sliding member 214 are arranged in this order from the base 241 toward the rotor 221. As shown in FIG. Each rotor 221 also has a base portion 222 and a disc spring portion 223 . The base portion 222 and the disc spring portion 223 constitute an annular member 220 . The base portion 222 abuts on the sliding member 214 , and the disc spring portion 223 is integrally formed with the base portion 222 . Furthermore, each rotor 221 has a stabilizer 225 as an example of a fixing portion fixed to the shaft 235 while the disc spring portion 223 is fixed.
一方のベース２４１にはシャフト２３５が貫通する穴が形成されており、当該穴にはベアリング２３８が取り付けられている。また、他方のベース２４１には接続部材１６０が貫通する穴が形成されており、当該穴にはベアリング２３８が取り付けられている。代替的に、二つのベアリング２３８の少なくとも一方に代えてブッシュを用いてもよい。また、各ステータ２１１は、複数のステータねじによって各ベース２４１に固定されている。具体的に、弾性体２１３のシャフト２３５側の縁部は、ねじ穴を有している。また、ベース２４１は、弾性体２１３のねじ穴に対応するねじ穴を有している。そして、ステータねじが両ねじ穴と螺合することにより、ステータ２１１がベース２４１に固定されている。
One base 241 has a hole through which the shaft 235 passes, and a bearing 238 is attached to the hole. A hole through which the connection member 160 passes is formed in the other base 241, and a bearing 238 is attached to the hole. Alternatively, bushings may be used in place of at least one of the two bearings 238 . Each stator 211 is fixed to each base 241 by a plurality of stator screws. Specifically, the edge of the elastic body 213 on the shaft 235 side has a screw hole. Also, the base 241 has screw holes corresponding to the screw holes of the elastic body 213 . The stator 211 is fixed to the base 241 by screwing the stator screw into both screw holes.
各ロータ２２１は、複数のロータねじと、スタビライザー２２５とを介して、シャフト２３５のフランジ２３６に固定されている。また、各ロータ２２１は、皿バネ部分２２３が固定されるスタビライザー２２５を有している。具体的に、皿バネ部分２２３のシャフト２３５側に位置する内縁部は、ねじ穴を有している。また、スタビライザー２２５の外縁部は、当該ねじ穴に対応するねじ穴を有している。そして、ロータねじが両ねじ穴と螺合することにより、皿バネ部分２２３がスタビライザー２２５に固定されている。代替的に、二つのロータ２２１が、一つのスタビライザー２２５を共用してもよい。この場合、二つの皿バネ部分２２３が、一つのスタビライザー２２５に固定される。スタビライザー２２５が一つである場合には、圧電モータ２００を小型化することができる。
Each rotor 221 is fixed to a flange 236 of shaft 235 via a plurality of rotor screws and stabilizer 225 . Each rotor 221 also has a stabilizer 225 to which a disc spring portion 223 is fixed. Specifically, the inner edge of the disc spring portion 223 located on the shaft 235 side has a threaded hole. Also, the outer edge of the stabilizer 225 has a threaded hole corresponding to the threaded hole. The disk spring portion 223 is fixed to the stabilizer 225 by screwing the rotor screw into both screw holes. Alternatively, two rotors 221 may share one stabilizer 225 . In this case, two disc spring portions 223 are fixed to one stabilizer 225 . When the number of stabilizers 225 is one, the piezoelectric motor 200 can be miniaturized.
さらに、各スタビライザー２２５は、シャフト２３５の回転軸を中心とする環状溝２２９を有している。この環状溝２２９は、断面略Ｕ字状の形状を有しており、環状溝２２９の底はスタビライザー２２５の他の部分よりも薄い。また、圧電モータ２００の半径方向において、スタビライザー２２５の幅は、皿バネ部分２２３の幅よりも長く設定されている。なお、シャフト２３５のフランジ２３６とスタビライザー２２５との間にスペーサーを配置してもよい。さらに、このスペーサーに代えてまたはスペーサーに加えて、フランジ２３６とスタビライザー２２５との間にスプリング、例えば皿バネを配置してもよい。
In addition, each stabilizer 225 has an annular groove 229 centered on the axis of rotation of shaft 235 . The annular groove 229 has a substantially U-shaped cross section, and the bottom of the annular groove 229 is thinner than the rest of the stabilizer 225 . In addition, the width of the stabilizer 225 is set longer than the width of the disc spring portion 223 in the radial direction of the piezoelectric motor 200 . A spacer may be arranged between the flange 236 of the shaft 235 and the stabilizer 225 . Additionally, a spring, such as a disc spring, may be placed between the flange 236 and the stabilizer 225 instead of or in addition to this spacer.
圧電モータ２００は、第１実施形態と同様の接続部材１６０を備えている。そして、シャフト２３５の端部には、接続部材１６０と接続される部材接続部２３７が形成されている。すなわち、圧電モータ２００は、部材接続部２３７に接続されている接続部材１６０を備えている。また、接続部材１６０は、ステータ２１１Ａからロータ２２１Ａへと向かう方向に延びている。そして、接続部材１６０には、エンコーダＥＮが取り付けられている。
The piezoelectric motor 200 has a connection member 160 similar to that of the first embodiment. A member connecting portion 237 to be connected to the connecting member 160 is formed at the end of the shaft 235 . That is, the piezoelectric motor 200 includes a connection member 160 connected to the member connection portion 237 . Also, the connection member 160 extends in the direction from the stator 211A to the rotor 221A. An encoder EN is attached to the connecting member 160 .
上記第２実施形態に係る圧電モータ２００によれば、エンコーダＥＮ等の検出装置をダブルタイプの圧電モータ２００に取り付けることができる。また、異なる種類のエンコーダＥＮを圧電モータ２００に取り付けることができる。すなわち、圧電モータ２００のシャフト２３５を、異なる複数のエンコーダＥＮの間で共用できる。
According to the piezoelectric motor 200 according to the second embodiment, a detection device such as an encoder EN can be attached to the double-type piezoelectric motor 200 . Also, different types of encoders EN can be attached to the piezoelectric motor 200 . That is, the shaft 235 of the piezoelectric motor 200 can be shared between different encoders EN.
［第３実施形態］
図６及び図７を用いて第３実施形態の圧電モータ３００について説明する。図６は、圧電モータ３００の斜視図である。そして、図７は、シャフト３３５の長手方向に沿った概略断面図であり、シャフト３３５の回転軸を通る断面を示している。この第３実施形態の圧電モータ３００は、第２実施形態の圧電モータ２００を二つ備えている。なお、第３実施形態の説明においては、第１及び第２実施形態との相違点について主に説明し、既に説明した構成要素については同じ参照番号を付し、その説明を省略する。特に説明した場合を除き、同じ参照符号を付した構成要素は略同一の動作及び機能を奏し、その作用効果も略同一である。
[Third embodiment]
A piezoelectric motor 300 according to the third embodiment will be described with reference to FIGS. 6 and 7. FIG. FIG. 6 is a perspective view of the piezoelectric motor 300. FIG. 7 is a schematic cross-sectional view along the longitudinal direction of the shaft 335, showing a cross section passing through the rotation axis of the shaft 335. As shown in FIG. The piezoelectric motor 300 of the third embodiment includes two piezoelectric motors 200 of the second embodiment. In the description of the third embodiment, differences from the first and second embodiments will be mainly described, and the same reference numerals will be given to the components that have already been described, and the description thereof will be omitted. Components with the same reference numerals have substantially the same operations and functions, and have substantially the same effects, unless otherwise specified.
図６に示すように、圧電モータ３００は、二つの圧電モータ２００を備えている。すなわち、一の圧電モータ２００Ａに、他の圧電モータ２００Ｂが取り付けられている。なお、以下の説明では、一方の圧電モータ２００Ａ及び他方の圧電モータ２００Ｂを総称して単に圧電モータ２００と呼ぶことがある。
As shown in FIG. 6, piezoelectric motor 300 includes two piezoelectric motors 200 . That is, another piezoelectric motor 200B is attached to one piezoelectric motor 200A. In the following description, the one piezoelectric motor 200A and the other piezoelectric motor 200B may be collectively referred to simply as the piezoelectric motor 200. As shown in FIG.
また、図７に示すように、圧電モータ３００は、接続部材３６０を備えている。そして、接続部材３６０は、シャフト２３５及びシャフト３３５の回転軸と同軸である。また、接続部材３６０は、シャフト２３５の端部から突出していると共に、シャフト２３５と他方の圧電モータ２００Ｂとを接続している。すなわち、他方の圧電モータ２００Ｂは、シャフト３３５を備えており、接続部材３６０を介して一方の圧電モータ２００Ａに取り付けられている。そして、シャフト３３５の一方の端部には、接続部材１６０と接続される第１の部材接続部３３７Ａが形成されている。そして、第１の部材接続部３３７Ａには、接続部材１６０の小径部１６２（図３）に形成されているねじ山と噛み合うねじ溝が形成されている。そして、小径部１６２は、第１の部材接続部３３７Ａに螺合されている。なお、接続部材１６０には、不図示のエンコーダＥＮを取り付けることができる。
Further, as shown in FIG. 7, the piezoelectric motor 300 includes a connection member 360. As shown in FIG. The connecting member 360 is coaxial with the rotation axes of the shafts 235 and 335 . The connecting member 360 protrudes from the end of the shaft 235 and connects the shaft 235 and the other piezoelectric motor 200B. That is, the other piezoelectric motor 200B has a shaft 335 and is attached to the one piezoelectric motor 200A via a connecting member 360. As shown in FIG. A first member connecting portion 337A connected to the connecting member 160 is formed at one end of the shaft 335 . The first member connecting portion 337A is formed with a screw groove that meshes with the screw thread formed on the small diameter portion 162 (FIG. 3) of the connecting member 160. As shown in FIG. The small diameter portion 162 is screwed to the first member connecting portion 337A. An encoder EN (not shown) can be attached to the connecting member 160 .
また、シャフト３３５の他方の端部には、接続部材３６０と接続される第２の部材接続部３３７Ｂが形成されている。そして、第２の部材接続部３３７Ｂには、接続部材３６０の大径部３６１に形成されているねじ山と噛み合うねじ溝が形成されている。そして、大径部３６１は、第２の部材接続部３３７Ｂに螺合されている。これにより、シャフト２３５、接続部材３６０、シャフト３３５、及び接続部材１６０が、共に回転するように接続される。なお、シャフト３３５は、第２の部材接続部３３７Ｂが形成されている端部を除いて、シャフト２３５と同様に構成されている。
A second member connecting portion 337B connected to the connecting member 360 is formed at the other end of the shaft 335 . The second member connecting portion 337B is formed with a screw groove that meshes with the screw thread formed on the large diameter portion 361 of the connecting member 360 . The large diameter portion 361 is screwed to the second member connecting portion 337B. This connects shaft 235, connecting member 360, shaft 335, and connecting member 160 for rotation together. The shaft 335 is configured in the same manner as the shaft 235 except for the end portion where the second member connecting portion 337B is formed.
接続部材３６０は、シャフト２３５の部材接続部２３７に接続される第１の接続部と、シャフト３３５の第２の部材接続部３３７Ｂに接続される第２の接続部とを有している。具体的に、接続部材３６０は、第１の接続部である小径部３６２と、第２の接続部である大径部３６１とを有している。そして、シャフト３３５の第２の部材接続部３３７Ｂは、大径部３６１が挿入される穴である。さらに、圧電モータ３００は、接続部材１６０を備えている。そして、シャフト３３５の端部には、接続部材１６０と接続される第１の部材接続部３３７Ａが形成されている。すなわち、シャフト３３５の第１の部材接続部３３７Ａは、接続部材１６０の小径部１６２が挿入される穴である。
The connecting member 360 has a first connecting portion connected to the member connecting portion 237 of the shaft 235 and a second connecting portion connected to the second member connecting portion 337B of the shaft 335 . Specifically, the connection member 360 has a small diameter portion 362 as a first connection portion and a large diameter portion 361 as a second connection portion. A second member connecting portion 337B of the shaft 335 is a hole into which the large diameter portion 361 is inserted. Furthermore, the piezoelectric motor 300 includes a connecting member 160 . A first member connecting portion 337A connected to the connecting member 160 is formed at the end of the shaft 335 . That is, the first member connecting portion 337A of the shaft 335 is a hole into which the small diameter portion 162 of the connecting member 160 is inserted.
一例として、圧電モータ２００Ｂの連結は、以下の手順によって行われる。まず、一方の圧電モータ２００Ａの他の部材を組み立てる。そして、一方の圧電モータ２００Ａのシャフト２３５に、接続部材３６０をねじ込む。続いて、他方の圧電モータ２００Ｂのシャフト３３５を接続部材３６０に取り付ける。その後、他方の圧電モータ２００Ｂの他の部材を組み立てる。さらに、他方の圧電モータ２００Ｂのシャフト３３５に接続部材１６０をねじ込んで、圧電モータ３００が組み立てられる。なお、必要であれば、エンコーダＥＮを接続部材１６０に取り付ける。
As an example, the connection of the piezoelectric motor 200B is performed by the following procedure. First, the other members of one piezoelectric motor 200A are assembled. Then, the connection member 360 is screwed onto the shaft 235 of one piezoelectric motor 200A. Subsequently, the shaft 335 of the other piezoelectric motor 200B is attached to the connecting member 360. As shown in FIG. After that, other members of the other piezoelectric motor 200B are assembled. Further, the piezoelectric motor 300 is assembled by screwing the connection member 160 onto the shaft 335 of the other piezoelectric motor 200B. Note that the encoder EN is attached to the connecting member 160 if necessary.
このように、他方の圧電モータ２００Ｂの他の部材を組み立てる前に、シャフト３３５を接続部材３６０に取り付ける。これにより、一方の圧電モータ２００Ａの位置と他方の圧電モータ２００Ｂの位置とが、シャフト３３５の回転方向においてずれることを防止できる。代替的に、他方の圧電モータ２００Ｂの他の部材を組み立てた後に、シャフト３３５を接続部材３６０に接続してもよい。この場合、シャフト３３５の端面がシャフト２３５の端面に付き当たるまで、接続部材３６０をねじ込む。これにより、大径部３６１の長さを調整することによって、シャフト３３５の回転方向における位置ずれを抑制できる。
Thus, the shaft 335 is attached to the connecting member 360 before assembling the other members of the other piezoelectric motor 200B. Accordingly, it is possible to prevent the position of one piezoelectric motor 200A and the position of the other piezoelectric motor 200B from shifting in the rotation direction of the shaft 335. FIG. Alternatively, the shaft 335 may be connected to the connecting member 360 after assembling other members of the other piezoelectric motor 200B. In this case, the connecting member 360 is screwed until the end face of the shaft 335 hits the end face of the shaft 235 . Accordingly, by adjusting the length of the large-diameter portion 361, it is possible to suppress the displacement of the shaft 335 in the rotational direction.
以上説明した第３実施形態に係る圧電モータ３００によれば、一方の圧電モータ２００Ａに他方の圧電モータ２００Ｂを取り付けることができる。また、異なる種類のエンコーダＥＮを圧電モータ３００に取り付けることもできる。すなわち、圧電モータ３００のシャフト３３５を、異なる複数のエンコーダＥＮの間で共用できる。
According to the piezoelectric motor 300 according to the third embodiment described above, one piezoelectric motor 200A can be attached to the other piezoelectric motor 200B. Also, different types of encoders EN can be attached to the piezoelectric motor 300 . That is, the shaft 335 of the piezoelectric motor 300 can be shared between different encoders EN.
代替的に、接続部材３６０は、他方の圧電モータ２００Ｂが備えるシャフト３３５と一体的に構成されていてもよい。すなわち、シャフト３３５に、小径部３６２と同形状の雄ねじ部を形成してもよい。この場合であっても、シャフト２３５にシャフト３３５を取り付けて、他方の圧電モータ２００Ｂを連結できる。さらに、シャフト２３５と接続部材３６０とが一体的に構成されていてもよい。すなわち、シャフト２３５に、大径部３６１と同形状の雄ねじ部を形成してもよい。この場合であっても、シャフト２３５にシャフト３３５を取り付けて、他方の圧電モータ２００Ｂを連結できる。
Alternatively, the connection member 360 may be configured integrally with the shaft 335 of the other piezoelectric motor 200B. That is, the shaft 335 may be formed with a male threaded portion having the same shape as the small diameter portion 362 . Even in this case, the shaft 335 can be attached to the shaft 235 and the other piezoelectric motor 200B can be connected. Furthermore, the shaft 235 and the connecting member 360 may be configured integrally. That is, the shaft 235 may be formed with a male threaded portion having the same shape as the large diameter portion 361 . Even in this case, the shaft 335 can be attached to the shaft 235 and the other piezoelectric motor 200B can be connected.
また、圧電モータ３００は、三つ以上の圧電モータ２００を備えていてもよい。また、シングルタイプの圧電モータ１００に、シングルタイプの圧電モータ１００又はダブルタイプの圧電モータ２００が取り付けられていてもよい。さらに、ダブルタイプの圧電モータ２００に、シングルタイプの圧電モータ１００が取り付けられていてもよい。
Also, the piezoelectric motor 300 may include three or more piezoelectric motors 200 . Further, the single-type piezoelectric motor 100 or the double-type piezoelectric motor 200 may be attached to the single-type piezoelectric motor 100 . Furthermore, the single-type piezoelectric motor 100 may be attached to the double-type piezoelectric motor 200 .
以上、各実施形態を参照して本発明について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明に反しない範囲で変更された発明、及び本発明と均等な発明も本発明に含まれる。また、各実施形態及び各変形形態は、本発明に反しない範囲で適宜組み合わせることができる。
Although the present invention has been described with reference to each embodiment, the present invention is not limited to the above embodiments. Inventions modified within the scope of the present invention and inventions equivalent to the present invention are also included in the present invention. Further, each embodiment and each modification can be appropriately combined within a range not contrary to the present invention.
例えば、接続部材１６０は、回転力を伝達する延長シャフトとして機能させてもよい。この場合、接続部材１６０にはエンコーダＥＮが取り付けられない。そして、接続部材１６０は、ギア等の他の部材に接続されて、当該他の部材に回転力を伝達する。この場合、接続部材１６０の長さは、第１実施形態の接続部材１６０が有する長さより長くとも短くともよい。さらに、シャフト１３５は、ケース１３４から突出するような長さを有していてもよい。この場合、接続部材１６０は、ケース１３４の外側でシャフト１３５に取り付けられる。さらに、圧電モータ１００又は圧電モータ２００には、別の部材の一例として延長シャフトを取り付けてもよい。この場合、接続部材１６０の大径部１６１を雄ねじ部として構成する。そして、延長シャフトの端部に大径部１６１をねじ込む雌ねじ部を形成する。
For example, connecting member 160 may function as an extension shaft that transmits rotational force. In this case, the encoder EN is not attached to the connecting member 160 . The connecting member 160 is connected to another member such as a gear to transmit the rotational force to the other member. In this case, the length of the connection member 160 may be longer or shorter than the length of the connection member 160 of the first embodiment. Further, shaft 135 may have a length such that it protrudes from case 134 . In this case, connecting member 160 is attached to shaft 135 outside case 134 . Furthermore, an extension shaft may be attached to the piezoelectric motor 100 or the piezoelectric motor 200 as an example of another member. In this case, the large diameter portion 161 of the connecting member 160 is configured as a male screw portion. A female threaded portion into which the large diameter portion 161 is screwed is formed at the end of the extension shaft.
